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米乐m6官网登录入口研究人员开发新型沙漏形状热电发电机 将效率提高36倍
时间:2024-09-07 02:45点击量:


  米乐m6官网登录入口盖世汽车讯 新技术在提高热电材料的效率方面取得了颠覆性进展,这对于将废热转化为电能非常重要。据外媒报道,浦项科技大学(POSTECH)和乔治华盛顿大学(George Washington University)的研究人员开发出突破性技术,通过改变热电材料的几何形状使其类似于沙漏,从而提高材料效率。与之前仅关注材料特性的研究不同,这种新方法有望对热电发电领域产生深远的影响米乐m6官网登录入口。

米乐m6官网登录入口研究人员开发新型沙漏形状热电发电机 将效率提高36倍(图1)

  该联合研究团队通过几何设计和3D打印工艺,成功开发出新的热电材料形状(之前仅限于长方体形状)。这种新设计大大提高了发电效率。

  顾名思义,热电技术是一种将热能转化为电能的技术。作为一种可持续的可再生能源选项,该技术可以将工厂、汽车发动机甚至产生的热量转化为电能。热电技术的核心是热电材料,通常由固体热电半导体材料制成。目前为止,关于热电发动机的研究主要集中在提高热电材料的固有性能(ZT)。然而,为了实现广泛的实际应用,热电发电机的整体效率需要进一步提高,而不仅仅是增强材料性能。

  在这项研究中,该团队证明,只需改变热电材料的几何形状和成分米乐m6官网登录入口,就可以大幅提高发电效率。通过模拟八种不同的几何结构(包括传统长方体和沙漏形状),并测量每种结构的发电效率,研究团队发现米乐m6官网登录入口,沙漏结构在所有发电条件下的表现均优于其他设计米乐m6官网登录入口。

  该团队进一步改进了3D打印工艺以生产复杂形状的热电材料,在材料内部形成高密度微层缺陷米乐m6官网登录入口,以最大限度地降低热导率,将热电性能指数(ZT)提高到2.0。这是迄今3D打印热电材料达到的最高值。基于这些实验,该团队使用八种不同的结构来制造热电发电机,并测量了它们的效率。结果发现,沙漏形发电机的效率比传统矩形发电机高出约3.6倍。

  研究负责人Jae Sung Son教授表示:“这项研究首次通过热电传输控制材料的三维几何形状来提高效率,而不像传统热电材料研究那样以微结构为重点。预计这种方法可以普遍应用于所有热电材料,也可用于热电冷却技术。”